——变形工具
导入:
大规模生产的优势在于重复制造与标准化,而3D打印则有利于个性化与定制化。数字制造时代的一大胜利是我们可以在大规模生产与定制之间做出选择,却不用支付昂贵的手工制作费用。这两者现在已经成为可行的自动化制造方法。
一、本章逻辑结构
由《星际迷航》中,制作格雷伯爵茶这件小事引出:电影中是分子自我聚合,而现实中已经可以类比出用某种材质来制作其他的东西首先介绍了四个桌面工厂,即:
(1)3D打印机
(2)数控机器
(3)激光切割机
(4)3D扫描仪
接着告诉读者其实3D打印在我们生活中有些不起眼的地方已经应用到了,借用矫正牙齿一例,分析了其相对传统制造的优劣之处:
(1)个性化
(2)各种材质由大到小涵盖面广
(3)小批生产高质量商品
(4)可持续性
(5)成本不会降低
(6)数字制造无需花费
然后介绍了3D打印机如何工作,分为激光和塑料喷射,并介绍了自制打印俱乐部:人人具有3D打印机。
接着介绍了入门毒品:激光切割机。尽管3D打印机热度相对高,但激光打印机却是“创客运动”的真正推动力量。
最后介绍了现实捕捉,即3D打印的反向思维,将物体扫描成三维物体,再进行一些修改。
二、本章的核心观点
四个桌面工厂
⑴3D打印机
获取屏幕上的“几何图形”,将其转变成可以拿在手里并使用的实物。运用“加法”技术,即采用从物体底部层层堆积的方式打印、制作。
3D打印机可能出现在我们生活的方方面面。3D打印机可以制造出牙齿就诊者佩戴的各种护齿;也可以制造每一种电子产品和新建筑的原始模型;还可以制造假肢。
在巨型规模方面,3D打印机甚至可以“打印”混凝土材质的多层楼房。在分子层级,3D打印机可以打印出病人自身的细胞。
3D打印机工作原理:3D打印机在本质上就是计算机数字控制三轴机器的变形,两台计算机控制的发动机负责控制喷头的左右与前后运动(x轴和y轴),另有一台发动机上下移动托有被打印物体的打印机托盘或平台(z轴)。3D打印机通过一个微孔挤压出ABS塑料,将材料层层重叠,这一过程称为熔融沉积成型(FDM)。另外一些更高端的3D打印机使用激光在材质盆中硬化液态树脂(立体光刻或SLA),或层层硬化粉末状塑料、金属或陶瓷,这一进程称为选择性激光烧结(SLS)。当一层薄片3D打印完成之后,制造语言“G代码”就会向z轴发动机发送指令,将打印头略微向上移动,以便跟踪发现下一薄片,喷注堆积另一薄片层。材质按此方式层层堆积,最终完成3D打印的成品。
⑵数控机器
通过使用钻头在塑料、木头或金属板块上切割出产品。运用“减法”技术,使用旋转工具从材料上切割或磨掉不需要的部分。
⑶激光切割机
被称为数字制造的“入门毒品”。使用强力激光在塑料、木材和薄金属板等各类材质上精准切割出任何复杂程度的形状。工作原理:计算机驱动发动机在xy平面上移动高功率激光器。激光器可以切割金属板(从胶合板、塑料到薄金属板等)或使用不同强度的激光,仅烧穿板材的某些部分,实现蚀刻。
⑷3D扫描仪
设备使用激光或其他光源以及一台摄像机,从各个角度拍摄物体的图像,然后将其转化成数万个或数十万个多边形构成的三维形象。现实捕捉:可以扫描任何物体,生成圆点构成的“点云”,定义物体表面。然后,另外的软件会将点云连接成多边形网状结构,与电脑动画片中的人物制作相似,可在屏幕上控制、修改。
三、我们最想分享的心得
通过对第六章变形工具的解读,我认为其中的内容以变形工具的特点和发展一部分揭示了创客行为的特点:
(一)依赖互联网;
(二)强调物理空间分离的团队合作,既合作者分处世界各地,通过互联网通信工具进行远程合作;
(三)利用数字化制造工具进行制作基于此才能实现制造过程的远程非失真传递;
(四)通过分享作品的数字化信息实现团队对作品的的共同改进;
(五)是开源软件精神在物质制造世界的实践;
(六)是满足利基市场(长尾市场)的需求的有效方式。
创客这种生成方式,虽然现在已经有了像桌面3D打印机和四旋翼无人机等成功案例,但总体来将还处于萌芽状态根据发展的趋势,其爆发式的发展会出现在未来的10到20年间。文中说:MakerBot不只是一种工具,还是玩具。它是革命性的行为,是动力的雕塑,是政治宣言,无与伦比的酷。这就是商用工业工具与DIY运动成果的不同。创客的装备不仅关乎创造过程,也关乎产品本身。MakerBot产品凝结了集体的智慧, 你知道它的制造者、崇拜他们的远见卓识,一台MakerBot 3D打印机还闪现着个性的风采一这就是它的特别之处。拥有一台MakerBot 3D打印机,你拥有的就不只是一台机器,更是占据了一个见证文化转变的有利位置。开源不仅是有效的创新方法,对于其追随者来说,也是和民主一样有力的信仰体系。
下面谈一下我的相关看法:
( 1)最重要的是使用网络与伙伴进行合作的能力;
(2)对数字化工具的理解,只有理解了工具,才能正真使用好该工具;
(3)创新思想,做一个生活的观察者。
经过思考我觉得能让创客最终汇聚成一种时代的潮流,归根结底有四大原因:
第一个是互联网在世界的普及,“天涯若比邻”到今天才显得现实,创客们在网上就像是邻居一样,动起手来才这么方便。
第二个是制造工具的小型化、便捷化,从国外一些创客的感言可以看到,类似淘宝这样的网站,其实成为了创客们工具和生产资料最便捷也是最便宜的来源地。
第三是创意在网上的聚集与发散,很难想象一群素不相识的人们可以为一个共同的创意在网上自发聚集,不约而同, 密切协作,比大型工厂还井然有序。
第四是蓬勃兴起的网络融资平台如在线众筹,也包括各类闻风而动的风投,让创客们的创意产品能在第一时间得到支持。
所以,今天中国在推动大众创新、万众创业,是顺应时代潮流的。而且其中变形工具的发展是必不可少的。与此同时,我们应对创客运动的未来有清醒的认识,目前他们只是基于创意的小型制作与兴趣满足,但是在将来有可能颠覆大工厂时代的生产模式,那就是更加个性化,创意化。正在兴起的工业4.0与创客运动刚好合流,相得益彰。也正是在这种背景下,一些大的企业纷纷推出了创客社区, 也开放了自己的设计源代码。未来的工厂可能是这样的:产品是个性化的,设计是创客化的,生产是定制化的,制造是智能化的。由此,制造业受到的限制因素不再是劳动力价格的高低,而是创新是否活跃,这也就是发达国家高端制造业回流的一个基础。当然,我们对创客运动也不要急于求成,目前的创客制造还只是工厂的一小杯羹,就像电商只夺走了实体店的一部分份额,而且在将来也不可能是全部替代,而会融入工业4.0。